基于疲劳强度分布的双过渡P-S-N曲线研究

1

作者 景国玺 苏越 +3 位作者 陶帅 宋雅丽 屠丹红 孙腾腾 《车用发动机》 北大核心 2025年第1期67-75,共9页

以往研究发现,不同金属材料的疲劳寿命分布随着载荷水平的变化往往有不同的分布类型,而不同寿命对应的疲劳强度一般近似服从同一分布。基于“等效疲劳强度”概念可以合并不同疲劳寿命下的数据,在假定总体样本的疲劳强度服从正态分布的... 以往研究发现,不同金属材料的疲劳寿命分布随着载荷水平的变化往往有不同的分布类型,而不同寿命对应的疲劳强度一般近似服从同一分布。基于“等效疲劳强度”概念可以合并不同疲劳寿命下的数据,在假定总体样本的疲劳强度服从正态分布的前提下,采用极大似然法进行参数估计。一些经典的模型如Strohmeyer模型,采用上述方法时往往在中周到高周或中周到低周的过渡段拟合效果不佳。对此,构建了一种含两个过渡段的中高周S-N曲线并给出了适用于工程设计的P-S-N曲线。对ZL101A铝合金和BSM590结构钢两种材料分别开展含两个过渡区的中高周疲劳试验,对比Strohmeyer等模型发现:新提出的“双过渡”S-N曲线在中小样本量下的拟合优度更好;相较采用升降法计算得到的疲劳极限,采用基于疲劳强度分布拟合得到的疲劳极限偏差均在3%以内,而采用新提出的S-N曲线的计算偏差均小于1%;在中周到高周区的过渡段对比Dixon-mood方法计算得到的结果,采用提出的S-N曲线在过渡段精度分别达到92.2%和99.9%。 展开更多

关键词 应力-寿命曲线 疲劳强度 极大似然法 疲劳极限

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基于有限元和FE-SAFE的柴油机排烟管振动下的疲劳寿命 被引量：12

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作者 易太连 吴杰长 +1 位作者 刁爱民 欧阳光耀 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期76-80,共5页

运用有限元法和疲劳分析FE-SAFE软件对某型柴油机排烟管由于振动引起的疲劳断裂原因进行了研究。研究结果表明:随着柴油机强载度不断的提高,对柴油机部分零部件的疲劳设计略显不足;当出现较大的振动时,不能忽略非主要零部件的疲劳强度... 运用有限元法和疲劳分析FE-SAFE软件对某型柴油机排烟管由于振动引起的疲劳断裂原因进行了研究。研究结果表明:随着柴油机强载度不断的提高,对柴油机部分零部件的疲劳设计略显不足;当出现较大的振动时,不能忽略非主要零部件的疲劳强度设计问题。 展开更多

关键词 内燃机 排烟管 振动 有限元 疲劳

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运用小波函数对曲轴冲击响应中不同特征信号的提取 被引量：9

3

作者 易太连 欧阳光耀 +2 位作者 朱石坚 高洪滨 朱远龙 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期74-78,共5页

采用小波分解消噪重构的方法实质上是采用了一个具有多个通道的带通滤波器,每一层分解相当于改变其通频带,获得不同频率的信号输出。与采用有限时间低通数字滤波器相比,采用小波变换更为突出的是可以从小波分解过程看到信号不同频率分... 采用小波分解消噪重构的方法实质上是采用了一个具有多个通道的带通滤波器,每一层分解相当于改变其通频带,获得不同频率的信号输出。与采用有限时间低通数字滤波器相比,采用小波变换更为突出的是可以从小波分解过程看到信号不同频率分量的变化趋势与特征,即可以看到冲击响应信号的变化特征。针对设计的曲轴轴承冲击试验装置进行了冲击试验,采集得到的原始位移信号中包含曲轴转子的位移,以及各种干扰的噪声。为了有效区分信号中曲轴转子的位移信号、冲击位移信号和干扰的噪声,利用信息信号和噪声信号在小波变换下具有截然不同的奇异性,对测量得到的位移测量数据进行小波不同层次的分解并进行小波去噪和重构,得到了所需要的各种信号。 展开更多

关键词 内燃机 信息信号 噪声信号 小波变换 电涡流传感器 曲轴轴承

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曲轴强度计算新方法的研究 被引量：14

4

作者 徐卫国 黄荣华 +2 位作者 赵淼森 左朝凤 王兴光 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期51-55,共5页

本文通过计算某一柴油机曲轴的疲劳安全系数,比较了曲轴传统计算方法和MBS仿真与有限元耦合计算的方法,计算结果表明MBS仿真与有限元耦合计算方法的计算结果与实际情况更加吻合。随着计算机技术的发展,新的计算方法将取代传统的计算方... 本文通过计算某一柴油机曲轴的疲劳安全系数,比较了曲轴传统计算方法和MBS仿真与有限元耦合计算的方法,计算结果表明MBS仿真与有限元耦合计算方法的计算结果与实际情况更加吻合。随着计算机技术的发展,新的计算方法将取代传统的计算方法用于曲轴强度的精确计算。 展开更多

关键词 内燃机 曲轴强度 新计算方法

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基于有限元的柴油机机体疲劳寿命仿真 被引量：16

5

作者 孙耀国 杜海明 +1 位作者 周迅 俞小莉 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期48-51,共4页

基于有限元应力分析,应用S-N曲线法,对某4缸柴油机机体在标定工况载荷下的疲劳寿命进行了仿真分析。仿真结果表明,机体疲劳强度的薄弱区域位于机体横隔板及机体上半部分,比较了疲劳寿命分布与静态应力分布的异同。

关键词 内燃机 机体 疲劳寿命 仿真 S—N曲线 有限元分析

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气缸盖冷却水腔内两相流动沸腾传热仿真研究 被引量：12

6

作者 何联格 左正兴 向建华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期21-26,共6页

采用计算流体动力学软件CFX,考虑气缸盖内冷却水的热力学相变特性,应用汽液两相流过冷沸腾换热计算模型,对不同影响因素下由柴油机气缸盖与冷却水腔组成的流固耦合传热系统进行了整场离散、整场求解,得到了不同影响因素下气缸盖火力面... 采用计算流体动力学软件CFX,考虑气缸盖内冷却水的热力学相变特性,应用汽液两相流过冷沸腾换热计算模型,对不同影响因素下由柴油机气缸盖与冷却水腔组成的流固耦合传热系统进行了整场离散、整场求解,得到了不同影响因素下气缸盖火力面温度场分布;通过与试验结果的对比分析,证明了仿真计算结果的有效性。研究结果表明:与单相流不考虑沸腾换热相比,考虑汽液两相流的过冷沸腾换热能够有效降低气缸盖火力面的最高温度,提高冷却水的进口速度,降低进口温度;适当减小冷却系统的压力,可以进一步有效降低气缸盖火力面温度,减小气缸盖火力面的热负荷。该结果可为进一步研究柴油机气缸盖的沸腾冷却及可控性提供参考。 展开更多

关键词 气缸盖 冷却水腔 汽液两相流 过冷沸腾换热 仿真研究

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振荡冷却油腔活塞热结构强度的有限元分析 被引量：12

7

作者 张勇 张力 +2 位作者 申正均 司庆九 徐宗俊 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期56-59,共4页

针对某增压柴油机振荡冷却油腔活塞的非对称结构,建立全活塞 活塞销 连杆小头的有限元模型;提出了振荡冷却油腔的第三类热边界条件的数学描述并进行了验证;通过建立活塞销和活塞销座孔的接触模型,研究了不同的卸载倾角对活塞结构强度的... 针对某增压柴油机振荡冷却油腔活塞的非对称结构,建立全活塞 活塞销 连杆小头的有限元模型;提出了振荡冷却油腔的第三类热边界条件的数学描述并进行了验证;通过建立活塞销和活塞销座孔的接触模型,研究了不同的卸载倾角对活塞结构强度的影响;采用阶谱单元(P单元)计算活塞回油槽等微细结构的力学效应;进行了在机械负荷和热负荷联合作用下的结构应力分析。 展开更多

关键词 内燃机 活塞 有限元法 结构分析 接触 阶谱单元

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气泡尺寸对气缸盖沸腾换热的影响 被引量：12

8

作者 何联格 左正兴 向建华 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期72-77,共6页

在应用欧拉多相流模型仿真计算气液两相流沸腾换热时,离散相的气泡尺寸常常被看作常数,而实际上往往气泡具有不同的形状和尺寸,因此研究气泡尺寸大小对仿真计算结果的影响显得至关重要.以ANSYS Workbench为仿真计算平台,在计算流体动力... 在应用欧拉多相流模型仿真计算气液两相流沸腾换热时,离散相的气泡尺寸常常被看作常数,而实际上往往气泡具有不同的形状和尺寸,因此研究气泡尺寸大小对仿真计算结果的影响显得至关重要.以ANSYS Workbench为仿真计算平台,在计算流体动力学模块CFX中,用气液两相流沸腾换热计算模型,对不同气泡尺寸下柴油机气缸盖与冷却水腔所组成的流固耦合传热系统进行了整场离散、整场求解,得到了冷却水腔中气液两相流流场分布特性和气缸盖温度场分布,通过与试验结果的对比分析证明了计算模型的有效性.结果表明,在气泡尺寸大小为1,mm的情况下,仿真结果更接近试验结果,并且考虑气液两相流沸腾换热能够有效地降低气缸盖火力面排气道鼻梁区的最高温度,以此降低此处的热负荷. 展开更多

关键词 气缸盖 冷却水腔 气液两相流 沸腾换热

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基于V-W/Ti基催化剂的NH_3选择性催化还原NO_x的试验研究 被引量：6

9

作者 陶建忠 李国祥 佟德辉 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期22-25,共4页

针对一使用SCR技术满足欧-Ⅳ排放标准的柴油机排气特征,在连续流动固定床反应器上利用NH3作还原剂对一纳米级V-W/Ti基催化剂的选择性催化还原NO的反应进行了试验研究,分析了在不同温度、空速、NH3/NO摩尔比的情况下对DeNOx性能的影响。... 针对一使用SCR技术满足欧-Ⅳ排放标准的柴油机排气特征,在连续流动固定床反应器上利用NH3作还原剂对一纳米级V-W/Ti基催化剂的选择性催化还原NO的反应进行了试验研究,分析了在不同温度、空速、NH3/NO摩尔比的情况下对DeNOx性能的影响。试验结果表明,温度对催化还原性能的影响最大,在低温下,由于催化剂活性不高,NOx的脱除效率很低,随着反应温度的升高,催化剂活性升高,NOx脱除率随之急剧升高,在300℃～450℃范围内达到较高的NOx脱除效率;随着NH3/NO摩尔比的增加,还原效率并未明显增加,但NH3的氧化和泄漏越来越严重;另外,空速对低温下还原效率也存在一定的影响。 展开更多

关键词 内燃机 V2O5-WO3/TIO2催化剂 选择性催化还原反应 NH3 NOx

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大功率柴油机机体隔板三维有限元强度分析 被引量：8

10

作者 张红兵 杜建红 +5 位作者 杨世文 张翼 苏铁熊 张浅秋 陈泽忠 岳文忠 《华北工学院学报》 EI 1998年第3期193-196,共4页

横隔板是大功率Ｖ型柴油机机体的承力系统．本文运用有限元法对其强度进行了三维数值分析，模型中考虑了工作载荷和装配力的共同作用，以及结构的接触问题，得出了结构的应力和变形参数，为机体的设计提供了依据．

关键词 有限元法 机体 柴油机 横隔板 强度分析

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船舶柴油机活塞的热疲劳强度分析 被引量：12

11

作者 张文孝 郭成璧 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期258-262,共5页

运用 ADINAT/ ADINA有限元程序分析了船舶柴油机活塞的三维温度场和三维应力应变场 ,并采用带中央环状缺口的圆柱型试件在单轴疲劳试验机上进行了热疲劳寿命模拟试验 ,根据高温强度理论归纳了当量应变范围评价准则并将这一准则用于柴油... 运用 ADINAT/ ADINA有限元程序分析了船舶柴油机活塞的三维温度场和三维应力应变场 ,并采用带中央环状缺口的圆柱型试件在单轴疲劳试验机上进行了热疲劳寿命模拟试验 ,根据高温强度理论归纳了当量应变范围评价准则并将这一准则用于柴油机活塞的寿命预测 。 展开更多

关键词 船舶柴油机 活塞 热疲劳

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气缸盖中两相流沸腾换热热机耦合仿真分析 被引量：3

12

作者 何联格 左正兴 向建华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期23-28,51,共7页

基于汽液两相流沸腾换热的基本理论和计算方法,对某柴油机气缸盖与冷却水腔组成的流固耦合传热系统进行了整场求解,得到了气缸盖的温度场分布,并通过与气缸盖温度场试验结果对比分析,证明了计算模型的有效性。将温度场结果施加于气缸盖... 基于汽液两相流沸腾换热的基本理论和计算方法,对某柴油机气缸盖与冷却水腔组成的流固耦合传热系统进行了整场求解,得到了气缸盖的温度场分布,并通过与气缸盖温度场试验结果对比分析,证明了计算模型的有效性。将温度场结果施加于气缸盖、螺栓、机体所组成的热机耦合系统中,对气缸盖进行了结构强度计算,得到了气缸盖火力面热机耦合应力分布。采用试验设计方法,将冷却水进口温度和速度作为输入参数,对火力面应力较大区域的最大等效应力进行了响应分析,结果表明:考虑汽液两相流的沸腾换热可以有效降低气缸盖火力面的最大热机耦合应力;火力面的最大应力出现在喷油器座孔周围;冷却水进口温度对火力面应力较大区域的最大等效应力的影响不可忽略。 展开更多

关键词 柴油机气缸盖 汽液两相流 流固耦合传热 沸腾换热 热机耦合

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柴油机主轴承座的有限元强度分析 被引量：13

13

作者 李嘉 赵雨东 《车用发动机》 北大核心 2007年第1期83-87,共5页

对某直列6缸柴油机提高增压压力后主轴承座的结构强度进行了有限元分析。建立了主轴承座的局部模型,其中通过约束接触面对应节点在某些方向的相对位移来模拟接触关系,主轴瓦过盈和螺栓预紧力通过热胀冷缩实现。采用Engdyn软件中曲轴动... 对某直列6缸柴油机提高增压压力后主轴承座的结构强度进行了有限元分析。建立了主轴承座的局部模型,其中通过约束接触面对应节点在某些方向的相对位移来模拟接触关系,主轴瓦过盈和螺栓预紧力通过热胀冷缩实现。采用Engdyn软件中曲轴动力学模型与弹性流体动力学润滑相耦合的方法计算主轴承载荷,根据经验确定了5种危险点产生应力峰值的主轴承载荷状况;根据有限元计算结果确定了6个危险点,用Smith图得出了各危险点的疲劳安全系数。结果表明,主轴承座、主轴承盖各危险点安全系数均满足要求。 展开更多

关键词 柴油机 气缸体 主轴承座 有限元分析 结构强度

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蜂窝载体负载V_2O_5-WO_3/TiO_2NH_3-SCR试验研究 被引量：6

14

作者 陶建忠 李国祥 佟德辉 《车用发动机》 北大核心 2007年第6期56-59,共4页

针对一使用SCR技术满足欧Ⅳ排放标准的柴油机排气特征，在连续流动固定床反应器上利用NH3作还原剂对一纳米级V2O5-WO3／TiO2催化剂的选择性催化还原N0进行了试验研究，分析了不同温度、空速、NH3与NO物质的量比对NOx转化性能的影响。试... 针对一使用SCR技术满足欧Ⅳ排放标准的柴油机排气特征，在连续流动固定床反应器上利用NH3作还原剂对一纳米级V2O5-WO3／TiO2催化剂的选择性催化还原N0进行了试验研究，分析了不同温度、空速、NH3与NO物质的量比对NOx转化性能的影响。试验结果表明，温度对催化还原性能的影响最大。在低温下，NOx的转化效率很低，随着反应温度的升高，NOx转化率随之急剧升高，在300℃～450℃范围内达到较高的NOx转化效率；随着NH3与NO物质的量比的增加，还原效率并未明显增加，但NHx的氧化和泄漏越来越严重；空速对低温还原效率也存在影响。 展开更多

关键词 催化剂 选择性催化还原 氨气 氮氧化物

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柴油机气缸套动态变形位移的测试研究 被引量：2

15

作者 黄锦成 余克橡 唐治宏 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期63-65,共3页

通过安装在机体上的传感器,利用计算机动态数据采集系统测取了气缸套上下两个截面的动态变形位移,应用最小二乘圆法计算了缸套中心的位移,并对动态变形位移的数值、变化关系及其对气缸强度的影响进行了分析。结果表明气缸套的最大动态... 通过安装在机体上的传感器,利用计算机动态数据采集系统测取了气缸套上下两个截面的动态变形位移,应用最小二乘圆法计算了缸套中心的位移,并对动态变形位移的数值、变化关系及其对气缸强度的影响进行了分析。结果表明气缸套的最大动态变形位移值仅为13.4μm,未出现与机体下定位带刚性支承情况。缸套可简化成一个固定端支承的悬臂梁。 展开更多

关键词 内燃机 柴油机 气缸套 动态变形位移

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强载柴油机排烟管动力学特性有限元分析及改进 被引量：2

16

作者 吴杰长 吴雄学 易太连 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2011年第5期50-54,共5页

针对某强载柴油主机排烟管多次发生断裂故障的现象,对不被充分关注的排烟管动力学特性和疲劳断裂问题进行了研究。采用热-应力直接耦合场有限元方法,完成了排烟管稳态热负荷下振动模态、振动应力分布及其危险截面疲劳安全系数的计算,确... 针对某强载柴油主机排烟管多次发生断裂故障的现象,对不被充分关注的排烟管动力学特性和疲劳断裂问题进行了研究。采用热-应力直接耦合场有限元方法,完成了排烟管稳态热负荷下振动模态、振动应力分布及其危险截面疲劳安全系数的计算,确定了薄弱环节。从改变约束条件和改进工艺的角度提出并校核了改进方案,改进试用后,未再发生疲劳断裂问题。 展开更多

关键词 柴油机 排烟管 有限元 疲劳断裂

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干式气缸套机体气缸加强筋的有限元分析 被引量：2

17

作者 曹晓辉 姜树李 +1 位作者 郭晨海 姚晓兰 《车用发动机》 北大核心 2007年第6期39-42,共4页

应用Pro/E三维造型软件和HyperMesh有限元软件,建立了某柴油机组件的实体模型和有限元网格模型,并用Ansys对该柴油机机体进行有限元分析。以气缸套的变形和机体的缸套止口平面的变形作为评价指标,用统计的方法讨论了机体气缸加强筋的效... 应用Pro/E三维造型软件和HyperMesh有限元软件,建立了某柴油机组件的实体模型和有限元网格模型,并用Ansys对该柴油机机体进行有限元分析。以气缸套的变形和机体的缸套止口平面的变形作为评价指标,用统计的方法讨论了机体气缸加强筋的效果,发现该机体有气缸加强筋时,气缸套以及机体的缸套止口变形大,影响发动机密封性能,使机械效率下降,不利于排放,从而为该柴油机机体的改进设计提供了依据。 展开更多

关键词 柴油机 机体 有限元分析 气缸套

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柴油机曲轴断裂预报技术研究 被引量：1

18

作者 易太连 欧阳光耀 向阳 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期35-40,44,共7页

运用理论计算和试验模态分析方法,对光轴和曲轴是否有裂纹的情况进行了分析,结果表明:当光轴或曲轴发生裂纹时,各阶固有频率均有明显变化;当裂纹位置一定时,裂纹越深,固有频率变化越大,其变化的绝对值可以在现场检测中识别。如作出各阶... 运用理论计算和试验模态分析方法,对光轴和曲轴是否有裂纹的情况进行了分析,结果表明:当光轴或曲轴发生裂纹时,各阶固有频率均有明显变化;当裂纹位置一定时,裂纹越深,固有频率变化越大,其变化的绝对值可以在现场检测中识别。如作出各阶固有频率变化量随裂纹位置和深度分布的曲面,用试验中测出的固有频率变化量去截取各曲面,可得到多阶等高线曲线,将各等高线两两重叠,就可识别裂纹在轴上的位置和深度,并具有较高精度。 展开更多

关键词 内燃机 曲轴 疲劳裂纹 预报 固有频率 模态分析

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气缸盖鼻梁区水腔结构及两相流动参数对沸腾传热影响研究 被引量：1

19

作者 何联格 左正兴 向建华 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期62-68,共7页

针对高强化柴油机气缸盖鼻梁区严重的热负荷问题,将鼻梁区结构简化为一个矩形加V形截面形状,建立了参数化模型。采用气液两相流沸腾传热计算模型,对其简化模型进行了流固耦合传热仿真计算。在此基础上,采用试验设计方法,研究了冷却水进... 针对高强化柴油机气缸盖鼻梁区严重的热负荷问题,将鼻梁区结构简化为一个矩形加V形截面形状,建立了参数化模型。采用气液两相流沸腾传热计算模型,对其简化模型进行了流固耦合传热仿真计算。在此基础上,采用试验设计方法,研究了冷却水进口速度、温度和沸腾时所产生的气泡尺寸等两相流动参数及在矩形尺寸不变的条件下,V形高度和下部宽度的变化对鼻梁区最高温度的影响。研究结果表明:鼻梁区最高温度随冷却水进口速度、气泡尺寸、V形高度及下部宽度的增大而降低,随冷却水进口温度的升高而升高;V形高度方向的变化对沸腾传热产生的影响比下部宽度方向的变化更明显,冷却水进口速度的变化对沸腾传热产生的影响比进口温度的变化更明显。 展开更多

关键词 内燃机 气缸盖鼻梁区 冷却水腔 沸腾传热 气液两相流 流固耦合传热

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发动机连杆失稳试验研究 被引量：1

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作者 许春光 王斌 +4 位作者 张小良 赵志强 侯晔星 王小慧 景国玺 《车用发动机》 北大核心 2014年第5期83-86,92,共5页

通过对压杆失稳理论进行研究,提出了测试发动机连杆失稳临界载荷的电测试验法。试验研究结果表明:对发动机连杆在工作过程中失稳的校核是必要的;通过电测试验来获得连杆的失稳临界载荷具有周期短、结果精确的优点;试验所测发动机连杆为... 通过对压杆失稳理论进行研究,提出了测试发动机连杆失稳临界载荷的电测试验法。试验研究结果表明:对发动机连杆在工作过程中失稳的校核是必要的;通过电测试验来获得连杆的失稳临界载荷具有周期短、结果精确的优点;试验所测发动机连杆为小柔度杆,其在工作过程中受到的破坏属于强度问题,应从结构、应力及疲劳安全性等方面解决。 展开更多

关键词 连杆 失稳 临界载荷 电测试验 柔度

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